燃气锅炉的自动化开发与应用

李晟京

摘   要：本文主要阐述了利用浙大JX-300X控制系统，实现宣钢焦化厂环保作业区3#锅炉的点火燃烧的自动控制及监控，同时对落后的控制方式进行升级改造，从而实现生产的节能及环保。对原旧系统进行系统梳理，对点火燃烧联锁控制进行更深入的探讨，使生产更加稳定、高效、安全及环保。

关键词：自控  变频  锅炉  升级

中图分类号：TP273                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）09（c）-0004-02

宣钢焦化厂3号20T锅炉，属于焦化厂环保车间锅炉组，其燃烧方式为煤、气混合燃烧，存在点火燃烧方式落后、锅炉含氧量、负压调节效率低，调节性能差等问题。原引风机、鼓风机由电磁站抽屉柜直接送电，启动电机以最大电流起，运行当中无法控制电机转速，只能手动控制风机翻板等机械机构，同时电机一直以额定电流运行，浪费电力资源。

1  主要技术内容

1.1 改变原鼓风、引风机运行模式及控制方式

针对鼓、引风电机参数及运行情况，选择合适的变频器，在电磁站加装两个远程控制柜，改变原风机抽屉柜直起控制方式，并将变频远程手、自动等信号引入岗位监控室，并组合成两个手动控制箱，从而实现鼓风机、引风机的远程手、自动控制。

变频的应用在很大程度上节约了电能，远程的调控实现了岗位的安全生产、监控，避免了进入危险区手动调节翻板的操作，节省了人力也提高了人身安全。

1.2 将各个控制点引入DCS中，并利用浙大中控JX-300X进行组态

整个点火、燃烧装置升级引入新控制系统（见图1），将控制柜的启动等信号进行整理、汇集，同时将就地及远程鼓、引风机的控制柜、变频柜信号，同样引进到DCS系统中。

使用浙大系统进行硬件通道配置、组态，在监控画面中加入1#至4#燃烧器远程控制按钮，并加入引风机、鼓风机变频调速窗口，实现远程对引风、鼓风的调速监控。

主管煤气切断阀增加联锁及解联锁按钮，在正常生产当中，如果某个联锁点出现故障，可以通过解联锁，在排除不是工艺上的问题时保证工艺上的正常点火生产，保证锅炉能尽快点火及正常生产的同时对设备问题点进行检修。在设备点恢复后可以在不影响生产的前提下投入联锁控制（见图2）。

1.3 新控制站的组建

由于新升级的控制柜需要监控的点数较多，旧3#DCS控制站余量不足，组内决定将3#及1#控制站结合，组建新的控制站。对原DCS室控制柜进行线路设计，将锅炉外围的煤气控制阀、煤气切断阀、电动风阀、点火控制器以及煤气主管压力、流量，蒸汽主管的压力、流量等信号走线并按设计进行安装。

2  实施效果分析对比

改造后，锅炉生产正常稳定。实现了3#锅炉远程监控，同时实现对引风机、鼓风机变频远程调控。改造实施后至今，未发生任何电气元件损坏事故，同时节电效果良好。

改造后引风机、鼓风机实现变频器控制，节约电能计算如下：

引风机75 kw一台、鼓风机55 kw一台，共计130 kw，一年按照365天计算，检修一年按照15天计算，总共运行时间为350天。改为变频器运行后，电机负荷为65%，运行频率由50hz降至32.5hz，计算如下：

由功率公式：P1/P2=（N1/N2）3 得，

P32.5/P50=32.53/503

P32.5=0.2746 P50=0.2746*130=35.7kw/h，

电机节能为：130-35.7=94.3 kw/h;

节能为原耗电量的72.5%：94.3/130*100%=72.5%。

每度電按照0.48元计算，全年节约用电：130*350*24*72.5%*0.48=38.0016万元。

改造后，每年节约电能费用为：38.0016万元。本次改造创效总费用为38.003万元。

3  结语

改造后实现了对锅炉点火的自动控制，同时实现了对点火系列控制阀的监控;新增煤气总管切断阀的联锁，提高了锅炉的安全品质;提高了对锅炉控制效率，避免手动操作失误频繁，大大增加了锅炉正常生产的安全系数;改造后系统运行正常，各项参数监控稳定，保证了锅炉的正常生产的同时也完成了对项目的技能及环保要求。

参考文献

[1] 马俊凯.锅炉原理及计算[M].北京：科技出版社，1992：28-69.

[2] 候志林.过程控制与自动化仪表[M].北京：机械工业出版社，2000：79-99.

[3] 张毅.自动检测技术及仪表控制系统[M].北京：化学工业出版社，2005：133-194.